1.三叉中枢神经节对结膜和角膜的掌控手段不同的
过去式的钻研揭示,结膜和角膜均吸收三叉感觉到脑周围神经末梢系统系统节(Trigeminal ganglia, TG)感觉到感觉到脑周围神经末梢系统系统元的使用权。可以通过DNA评估报告鼠与单脑周围神经末梢系统细胞RT-PCR最简单的方法,我们察觉呈现VGLUT3或TRPM8的感觉到脑周围神经末梢系统系统元(与知觉、冷觉有关系)首要使用权角膜,而呈现MrgprD或MrgprA3(痒觉有关系)的感觉到脑周围神经末梢系统系统元只使用权结膜。也有另一类种痒觉有关系的感觉到脑周围神经末梢系统系统元——滋生荷尔蒙可以抑制素(SST)感觉到脑周围神经末梢系统系统元只使用权肤质,而不使用权结膜和角膜(图1)。
2.MrgprA3 感周围神经元介导结膜呼吸功能衰竭痒与过敏症痒
为钻研特情人选择权结膜的感面运动中枢神经元是否需要只介导痒觉,诗人选择差异致痛、致痒剂效用于结膜或角膜,察觉到了提高SST面运动中枢神经元的免疫抗体成分IL-31和LTD4没法在结膜或角膜上可致手挠的道德习惯,而在白色皮肤上能能;MrgprD蛋白激酶开心剂β-丙氨酸可可致一少部分手挠的道德习惯;而MrgprA3蛋白激酶开心剂氯喹(Chloroquine, CQ)可可致大批手挠的道德习惯(图2a-c)。进的一步,诗人敲除MrgprA3蛋白激酶,察觉到了这样不仅CQ不会轻易可致小鼠在结膜处的手挠的道德习惯,某些致痒剂组胺和5-羟色胺就不会轻易(图2c)。他们结论体现了,MrgprA3阳性反应的感面运动中枢神经元在结膜痒中塔吊要效用。接下来,为证明MrgprA3 神经元参与结膜痒,作者将MrgprA3tdTomato鼠与PirtGCaMP3鼠杂交,其子代MrgprA3 神经元表达红色荧光蛋白,感觉神经元表达GCaMP3,因而可记录MrgprA3 神经元的钙信号。他们发现MrgprA3 神经元会被四种致痒剂NPFF、CQ、组胺、5-羟色胺激活(图2d-j),表明结膜MrgprA3 感觉神经元介导组胺与非组胺急性痒觉,与皮肤痒觉传递的神经机制不同[3]。
图2 结膜MrgprA3 感觉神经元介导急性痒
有趣的是,NPFF、组胺与5-羟色胺均可由免疫系统肥大细胞分泌,因此作者就结膜的过敏性发痒展开研究。当结膜产生过敏反应时,肥大细胞会产生脱颗粒作用,诱发大量抓挠行为(图3a-c)。特别地,结膜中多数肥大细胞毗邻MrgprA3 神经纤维,尤其是脱颗粒肥大细胞(图3d-f),敲除MrgprA3 神经元显著减少结膜过敏诱发的抓挠行为(图3g),表明MrgprA3 神经元参与过敏痒觉的传递。
图3 结膜MrgprA3 感觉神经元介导过敏痒
3.脸部痒觉的精神末梢精神讯号径路
上前的学习发展,调节作用结膜与角膜的神经中枢系统系统周围觉着脑面面神经末梢末梢系统环路未尽同[4],为此在找介导结膜痒的外周周围觉着脑面面神经末梢末梢系统环路后,著者就其中的枢系统周围觉着脑面面神经末梢末梢系统环路刺激性学习。巨大学习显示,周围觉着脑面面神经末梢末梢系统介素B(Neuromedin B, NMB)在觉着周围觉着脑面面神经末梢末梢系统元中宽度呈现,并介导痒觉高速传输[5]。著者在结膜或角膜中注谢前行示踪剂WGA,按照lacZ行业报告dna,著者发展NMB主要呈现在主宰结膜的觉着周围觉着脑面面神经末梢末梢系统元中(图4a-g)。而是,主宰结膜的觉着周围觉着脑面面神经末梢末梢系统元的神经中枢系统系统投屏区域划分性有巨大NMB多巴胺受体NMBR呈现,而主宰角膜的觉着周围觉着脑面面神经末梢末梢系统元的神经中枢系统系统投屏区域划分性则无NMBR呈现(图4h,j)。 虽然,敲除NMB或NMBR会幅宽上较低小鼠抓破活动(图4i),而不应响感觉神经(句子填充装修材料),发现神经末梢NMB-NMBR数据通道决定结膜不足以角膜,介导痒觉不足以感觉神经。
4.眼周发痒的当下医疔策略
在了解介导眼部发痒的神经环路之后,作者尝试用药理学方法沉默MrgprA3 感觉神经元,以缓解眼部发痒症状。他们混合使用CQ与钠通道阻断剂QX-314,QX-314本身不能穿过细胞膜,但CQ作用于MrgprA3诱发TRPA1通道打开[1],QX-314可经由TRPA1通道进入感觉神经元,阻止其发放,从而达到沉默作用(图5a-d)。
急性膀胱痒因素,小说作品在小鼠结膜处加入适量低酸度CQ (4 mM)与QX-314的混合物悬浊液,发现此办法可同比减低CQ(12 mM)造成的抓痒活动,此成果可持继24几小之久,其成果特别强于抗组胺药剂苯吡胺(其药物持继用时不着1几小(图5e-h))。过敏痒方面,作者使用卵清蛋白诱发过敏反应,发现肥大细胞大量累积并脱颗粒化,滴加CQ QX-314可减少肥大细胞的累积但不影响其脱粒化,而苯吡胺无任何作用(图5i-k)。此外,作者发现MrgprA3 神经元中大量表达神经肽CGRP,CGRP也可诱导肥大细胞的累积(图5l-n),提示CQ和QX-314联合用药的高效性。
图5 药理学沉默MrgprA3 神经元缓解结膜急性痒与过敏痒
5.介导脸部痒觉的运动神经环路极具保手性
在人类基因中,hMrgprX1可被CQ激活,对应于小鼠MrgprA3[3]。通过人类样本,作者发现hMrgprX1 神经元特异性支配结膜,而不支配角膜(图6c-d)。
接下来,作者使用MRGPX1;Mrgpr-/-鼠,这种鼠不表达所有鼠源Mrgpr,但在原位置表达人源hMrgprX1(图6a-b)。通过电生理方法,他们发现CQ可诱发hMrgprX1 神经元发放,而TRPA1拮抗剂HC030031可阻断此过程(图6e-f),表明人源hMrgprX1也偶联TRPA1通道。
行为学方面,作者使用前文治疗策略——CQ QX-314,发现可以显著减少MRGPX1;Mrgpr-/-鼠抓挠行为,药效可维持24小时(图6g)。
过敏痒方面,作者发现免疫因子NPFF可激活hMrgprX1 神经元,并会诱发MRGPX1;Mrgpr-/-鼠产生大量抓挠行为(图6h-i),表明人源hMrgprX1介导急性痒与过敏痒。
银河集团官网 生物 一直关注神经、代谢、肿瘤领域的重大研究进展,为各种生理、病理研究提供最新工具和研究方案,助力临床转化和基因治疗!
参考文献
1.Huang, C.C., et al., A histamine-independent itch pathway is required for allergic ocular itch. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2016. 137(4): p. 1267- .
2.Huang, C.C., et al., Anatomical and functional dichotomy of ocular itch and pain. Nat Med, 2018.
3.Liu, Q., et al., Sensory Neuron-Specific GPCR Mrgprs Are Itch Receptors Mediating Chloroquine-Induced Pruritus. Cell, 2009. 139(7): p. 1353-1365.
4.Panneton, W.M., H. Hsu, and Q. Gan, Distinct central representations for sensory fibers innervating either the conjunctiva or cornea of the rat. Exp Eye Res, 2010. 90(3): p. 388-96.
5.Zhao, Z.Q., et al., Cross-inhibition of NMBR and GRPR signaling maintains normal histaminergic itch transmission. J Neurosci, 2014. 34(37): p. 12402-14.